上海LNG項(xiàng)目低碳綠色發(fā)展的實(shí)踐和探討

0 引言

近20年來，國家根據(jù)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源需求增長(zhǎng)的需要，大力推動(dòng)國內(nèi)的天然氣消費(fèi)，助力能源低碳綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。LNG接收站項(xiàng)目由于具備遠(yuǎn)距離運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)便利性、調(diào)峰應(yīng)急靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，屬于國家《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，近十年來得到快速發(fā)展。2017年以來的5年，“煤改氣”等帶來的天然氣需求迅猛增長(zhǎng)，國家天然氣產(chǎn)、供、儲(chǔ)、銷體系建設(shè)快速推進(jìn)，LNG接收站項(xiàng)目明確作為主要調(diào)峰方式，更引來了一波建設(shè)高潮。從2006年中國第一個(gè)進(jìn)口LNG接收站項(xiàng)目大鵬LNG項(xiàng)目投運(yùn)以來，截至2021年已投產(chǎn)22個(gè)大型LNG接收站項(xiàng)目（如圖1所示）

。預(yù)計(jì)2022年中國LNG接收站能力為1.16億t/a，尚有大量進(jìn)口LNG項(xiàng)目在建設(shè)中，預(yù)計(jì)2030年接收站數(shù)量將達(dá)到47座左右，接收站能力達(dá)到2.35億t/a，負(fù)荷率為45%左右。中國天然氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近20年的快速發(fā)展，已進(jìn)入從規(guī)模發(fā)展向質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變的階段

。

對(duì)中國 2008-2017 年的 GDPL、LGAS、LENERGY進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，利用AIC最小化的原則確定出滯后期，檢驗(yàn)結(jié)果如下表5所示：

從天然氣行業(yè)在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中的作用而言，天然氣相對(duì)于煤炭、石油等一次能源具有低碳的特性，可助力社會(huì)低碳綠色發(fā)展。一座300萬t/a規(guī)模的LNG接收站所氣化外輸?shù)奶烊粴庀鄬?duì)于煤作為一次能源的CO

排放，減排量可達(dá)500萬t/a。從LNG接收站在天然氣產(chǎn)銷體系中的作用而言，由于LNG液相加壓的特點(diǎn)，相對(duì)地下儲(chǔ)氣庫、管道增壓儲(chǔ)氣等調(diào)峰方式更節(jié)能，因此LNG接收站適合作為主要調(diào)峰氣源。

從LNG項(xiàng)目自身的低碳發(fā)展而言，進(jìn)口LNG項(xiàng)目本身運(yùn)行年能耗較高，納入重點(diǎn)用能單位管理，同時(shí)LNG所蘊(yùn)含的冷能和氣化外輸過程中產(chǎn)生的差壓能等余能利用潛力大，應(yīng)在項(xiàng)目規(guī)劃、工程建設(shè)、運(yùn)行管理的項(xiàng)目全生命周期，力求因地制宜地低碳綠色發(fā)展。

上海LNG項(xiàng)目一期工程中因地制宜應(yīng)用行業(yè)先進(jìn)的節(jié)能工藝技術(shù)和設(shè)備，上海液化天然氣公司（以下簡(jiǎn)稱“上海LNG公司”）在運(yùn)行管理中持續(xù)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度和設(shè)備節(jié)能管理，已和下游電廠用戶聯(lián)合開發(fā)建設(shè)并投運(yùn)差壓發(fā)電裝置，儲(chǔ)罐擴(kuò)建工程中已落地實(shí)施冷能發(fā)電裝置項(xiàng)目（預(yù)計(jì)2022年底試車投運(yùn)），目前正結(jié)合新的站線擴(kuò)建項(xiàng)目開展冷能高效綜合利用關(guān)鍵技術(shù)和工程化方案研究，已在LNG低碳綠色發(fā)展方面積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，正對(duì)未來的進(jìn)一步提升作研究探討。

1 LNG接收站項(xiàng)目用能和余能概況

1.1 LNG接收站項(xiàng)目用能情況簡(jiǎn)介

LNG接收站項(xiàng)目一般由碼頭工程、接收站工程及輸氣管線工程三部分組成，接收站工程由LNG卸料、儲(chǔ)存、BOG處理、氣化輸出等設(shè)施組成，用于接卸和儲(chǔ)存進(jìn)口LNG，根據(jù)下游用氣市場(chǎng)的需要進(jìn)行氣化輸出生產(chǎn)，輸氣管線工程由輸氣管道和場(chǎng)站組成，用于將高壓天然氣輸送交付給下游用戶。

根據(jù)LNG項(xiàng)目工藝，主要用能設(shè)備包括LNG加壓設(shè)備（包括LNG罐內(nèi)泵和高壓泵）、BOG處理設(shè)備（主要為BOG壓縮機(jī)）、LNG氣化設(shè)備（包括為L(zhǎng)NG氣化器提供自然熱源的海水泵或者提供燃燒熱能的天然氣燃燒器）、天然氣加熱設(shè)備（用于輸氣場(chǎng)站調(diào)壓輸送前預(yù)加熱的加熱爐），對(duì)于坐地式基礎(chǔ)的LNG儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)電加熱系統(tǒng)的能耗也較大。以上海LNG項(xiàng)目為例，電耗占據(jù)了全年能耗的95%以上，年用電量接近1億kWh，而其中主要用能設(shè)備的年電耗占比達(dá)到80%~90%。

特別是，“管道＋調(diào)控中心”模式既可用于國家、省市等大區(qū)域天然氣管網(wǎng)的管控，更適用于小區(qū)域天然氣管網(wǎng)的管控，特別是資產(chǎn)極其復(fù)雜、難以理清的市區(qū)縣以及城市燃?xì)馄髽I(yè)的天然氣輸配管網(wǎng)，在實(shí)現(xiàn)公平公開、統(tǒng)籌調(diào)配的同時(shí)，最大限度地保證現(xiàn)有體系的連續(xù)性、穩(wěn)定性，釋放多方主體競(jìng)爭(zhēng)活力。

巴鍋，跌鼓，都是土話，前者指飯粘在鍋上燒糊了，后者是狼狽、難堪的意思。二十萬能打倒英雄漢呢，銀行作為國字號(hào)的大老板不依不饒，硬是逼著李灣村賣了磚瓦廠還債；幸好借鎮(zhèn)屬五金工藝廠的，有鎮(zhèn)里出面，算是捐贈(zèng)助學(xué)了。要不然，李打油真的要跳糞池。

1.2 LNG接收站項(xiàng)目可用余能簡(jiǎn)介

進(jìn)口LNG經(jīng)船運(yùn)和碼頭接卸后進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。目前，國內(nèi)大型LNG接收站大多采用全容式低溫常壓LNG儲(chǔ)罐，儲(chǔ)存溫度為-160

C左右、儲(chǔ)存壓力為14~20 kPa左右，LNG所蘊(yùn)含的大量冷能在氣化過程中被大量海水熱能或天然氣燃燒熱能所中和，并產(chǎn)生海水冷排水或燃燒煙氣排放，產(chǎn)生環(huán)保影響。LNG所蘊(yùn)含單位冷量約為840 kJ/kg，以通常規(guī)模300萬t/a的進(jìn)口LNG項(xiàng)目為例，一年釋放的冷能約相當(dāng)于14億kWh的電量

，這些冷能如能因地制宜實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)利用，節(jié)能環(huán)保效益巨大。

LNG接收站項(xiàng)目一般均為天然氣高壓管網(wǎng)的氣源，又因其調(diào)峰靈活性常承擔(dān)了較大的調(diào)峰功能。為保證最大外輸能力，氣化外輸設(shè)計(jì)壓力一般為6.0~10.0 MPa左右。而輸氣終端的場(chǎng)站因?qū)映鞘泄芫W(wǎng)，一般均需要降壓調(diào)壓，輸氣管道和城市管網(wǎng)間常有1.0 MPa以上的差壓可用，以40億m

/a的輸氣規(guī)模計(jì)，可利用的差壓能相當(dāng)于6億kWh的電量，且因降壓帶來的降溫效應(yīng)需要對(duì)天然氣進(jìn)行預(yù)加熱以保證管輸溫度，進(jìn)一步增加能耗。這些差壓能如能因地制宜實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利用，節(jié)能環(huán)保效益顯著。

2 上海LNG項(xiàng)目低碳綠色發(fā)展概況

2.1 上海LNG項(xiàng)目概況

上海LNG項(xiàng)目一期工程及其儲(chǔ)罐擴(kuò)建工程分別于2009年10月和2020年11月建成投產(chǎn)，為上海市主力、調(diào)峰、應(yīng)急儲(chǔ)備氣源。目前已建成投運(yùn)一座10萬噸級(jí)LNG專用碼頭、5臺(tái)坐地式LNG儲(chǔ)罐（包括3臺(tái)16.5萬m

、2臺(tái)20萬m

）和8用1備的氣化設(shè)施生產(chǎn)線、36 km海底輸氣管線和15 km陸域輸氣管線、一座輸氣末站，建設(shè)規(guī)模為600萬t/a，最大LNG儲(chǔ)存能力為89.5萬m

，最大氣化外輸能力為214萬m

/h，天然氣輸送壓力6.0～9.0 MPa、輸氣末站出站交付壓力4.0～5.8 MPa。

1）氣化工藝的選擇對(duì)接收站能耗影響較大。大多數(shù)接收站普遍選用的ORV（開架式氣化器）和因海水泥沙量高而部分接收站選用的IFV（中間介質(zhì)氣化器）都采用海水作為熱源，部分因項(xiàng)目定位為事故備用站、或海水取用條件不足或冬季海水溫度低而較多選用的SCV（浸沒燃燒式氣化器）以天然氣燃燒作為熱源，SCV單耗是IFV的10倍左右，僅作為應(yīng)急備用比較合適。另外，根據(jù)華東區(qū)域海水條件相近的兩座接收站的初步對(duì)比，在冬季極寒天氣海水溫度低于設(shè)計(jì)條件的情況，IFV相比ORV，由于海水換熱在容器內(nèi)部、受氣溫影響小，氣化能力的下降幅度相對(duì)較小，且不容易出現(xiàn)無法運(yùn)行的情況，從而可以減少備用氣化器SCV的使用，降低氣化能耗。

2.2 一期工程節(jié)能技術(shù)及管理應(yīng)用概況

上海LNG項(xiàng)目一期工程建設(shè)中重視節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，包括卸料管線保冷循環(huán)流程優(yōu)化、選用全容罐、選用BOG再冷凝處理工藝、選用IFV氣化器、選用高能效用電設(shè)備、應(yīng)用變電站節(jié)能設(shè)計(jì)等。在運(yùn)行階段，通過優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度和設(shè)備運(yùn)行、電氣運(yùn)行和設(shè)備檢維修管理等設(shè)法降低設(shè)備運(yùn)行單耗

?！笆濉逼陂g節(jié)能工作取得了良好效果，綜合單耗降低8%。上海LNG接收站的主要耗能設(shè)備情況如表1所示。

2.3 臨港差壓發(fā)電項(xiàng)目協(xié)作開發(fā)運(yùn)行

1）LNG高壓泵配置和調(diào)峰輸氣需求的匹配

垃圾分類、廢品回收及處理、再循環(huán)再利用整個(gè)鏈條有待全面打通。政策的利好，以及互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的介入，“物聯(lián)網(wǎng)+智能回收” 技術(shù)如星星之火開始燎原。在智能垃圾分類回收領(lǐng)域，小黃狗環(huán)?？萍加邢薰緧渎额^角，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生活垃圾前端分類回收、中端統(tǒng)一運(yùn)輸、末端集中處理。此外，笨哥哥科技、虎哥、綠貓、閑豆、千鳥回收、章魚等一批環(huán)保回收行業(yè)的優(yōu)秀企業(yè)，也正在切入回收領(lǐng)域的上游與后端環(huán)節(jié)，通過互聯(lián)網(wǎng)提升回收效率。

2.4 冷能發(fā)電裝置落地實(shí)施

根據(jù)接收站承擔(dān)上海市調(diào)峰的運(yùn)行特點(diǎn)，以及項(xiàng)目建設(shè)的緊迫性和投運(yùn)初期保障運(yùn)行安全的重要性等，上海LNG接收站一期工程在LNG冷能利用方面主要作了規(guī)劃層面的方案研究和預(yù)留。結(jié)合儲(chǔ)罐擴(kuò)建工程的啟動(dòng)契機(jī)，基于自身?xiàng)l件和環(huán)境因素，因地制宜進(jìn)行了LNG冷能利用的進(jìn)一步探索。結(jié)合接收站配置IFV(中間介質(zhì)氣化器)作為基本負(fù)荷氣化器的獨(dú)特條件，以及擴(kuò)建工程實(shí)施后IFV總數(shù)增多、整個(gè)接收站的氣化設(shè)施及備用能力得到進(jìn)一步提升的有利條件，重點(diǎn)研究了IFV的低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)冷能發(fā)電裝置方案

。該裝置利用一臺(tái)氣化設(shè)施（205 t/h）的LNG冷能，對(duì)應(yīng)不同季節(jié)海水溫度的發(fā)電功率為2.3~4.7 MW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量2 400萬kWh。項(xiàng)目已落地實(shí)施，有望于2022年底建成投產(chǎn)，填補(bǔ)國內(nèi)LNG冷能發(fā)電裝置投運(yùn)的空白。

推動(dòng)國企實(shí)質(zhì)性混改，相關(guān)部門要盡量減少行政化的指揮和干預(yù)。一家地方重點(diǎn)國企董事長(zhǎng)告訴記者，企業(yè)十年前就上市了，后來還引進(jìn)了戰(zhàn)略投資者，從成分上看是不折不扣的混合所有制企業(yè)。不過，“企業(yè)仍和以前一樣，經(jīng)常收到上級(jí)部門的紅頭文件，要求參照?qǐng)?zhí)行?！?/p>

2.5 冷能高效綜合利用研究

目前，上海LNG公司正基于上海LNG一期和擴(kuò)建工程運(yùn)行現(xiàn)狀以及站線擴(kuò)建項(xiàng)目規(guī)劃情況，結(jié)合上海LNG的地理位置和地域環(huán)境，以及洋山港區(qū)的產(chǎn)業(yè)地位和規(guī)劃布局，以著力提升洋山港區(qū)供電安全可靠性、保障LNG安全供應(yīng)的需要為核心，在確保洋山LNG安全運(yùn)行、有序生產(chǎn)的前提下，研究確定洋山LNG冷能多用途梯級(jí)利用的最佳合理路徑，形成洋山小型燃機(jī)支撐電源與LNG冷熱源耦合利用和洋山IDC機(jī)房LNG供冷工程化方案。

當(dāng)今時(shí)代處于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的背景下，旅游產(chǎn)業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)借助技術(shù)融合的路徑，不斷開發(fā)旅游新產(chǎn)品，只有這樣才能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)幸福感的追求。互聯(lián)網(wǎng)和旅游的融合發(fā)展，打破了傳統(tǒng)的旅游商業(yè)模式。OTA（Online Travel Agent，即在線旅行社）和旅游APP的出現(xiàn)簡(jiǎn)化了市場(chǎng)交易過程，拓寬了旅游信息獲取渠道。旅游消費(fèi)者可以隨時(shí)隨地通過互聯(lián)網(wǎng)查詢自己所需信息，文化旅游企業(yè)也可利用信息技術(shù)更加精準(zhǔn)地對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行定位，隨時(shí)根據(jù)旅游者需求更新旅游產(chǎn)品。

3 LNG接收站項(xiàng)目低碳綠色發(fā)展關(guān)鍵影響要素分析

3.1 接收站項(xiàng)目規(guī)劃功能定位

1）LNG接收站項(xiàng)目規(guī)劃功能定位是由其在天然氣供應(yīng)調(diào)峰和儲(chǔ)備體系中的地位決定的。作為特大型城市，上海一直高度重視城市燃?xì)怏w系的安全可靠性，人工煤氣時(shí)代通過建設(shè)大量低壓儲(chǔ)氣罐結(jié)合自有煤氣廠的生產(chǎn)調(diào)節(jié)能力來滿足調(diào)峰需求，城市燃?xì)庥扇斯っ簹廪D(zhuǎn)換為天然氣后，由于西氣東輸?shù)绕渌艿罋庠磦?cè)僅承諾承擔(dān)有限范圍的季節(jié)調(diào)峰任務(wù)，根本難以滿足上海市的天然氣調(diào)峰需求。因此，為確保多氣源供氣系統(tǒng)的安全可靠，經(jīng)過系統(tǒng)的規(guī)劃研究，上海LNG項(xiàng)目的氣源功能總體定位為上海市主力供應(yīng)氣源、主要調(diào)峰氣源和主要應(yīng)急備用氣源，承擔(dān)上海市一半以上的年供氣量，高峰季節(jié)超過三分之二，對(duì)滿足和保障上海市天然氣需求具有舉足輕重的作用

。

無根萍雖然主要依靠出芽法繁殖，但它也會(huì)開花結(jié)果。開花之前，葉狀體上方會(huì)形成一個(gè)凹陷下去的坑，稱為“花腔”，里面長(zhǎng)出一枚雌蕊和一枚雄蕊，但是沒有花瓣和花萼。雌蕊先成熟，并伸出花腔開口，等雌蕊受粉或枯萎后，雄蕊才發(fā)育成熟并伸出花腔口，釋放出橘紅色的花粉。每一朵花結(jié)一個(gè)果實(shí)。無根萍的花朵大小不足半毫米，果實(shí)就更小了，只有在顯微鏡下才能觀察到。

3）上海LNG接收站項(xiàng)目的功能定位使其在上海多氣源體系的整體系統(tǒng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中發(fā)揮了不可替代的重要作用。一期工程投運(yùn)十多年來，在2017年、2021年等屢次全國極端寒潮中均充分發(fā)揮設(shè)施的氣化外輸能力裕量，使上海市多次安然度過氣、電均創(chuàng)歷史紀(jì)錄的關(guān)鍵時(shí)刻，未發(fā)生限氣拉電的情況，多次受到國家發(fā)改委和上海市發(fā)改委的表揚(yáng)，社會(huì)效應(yīng)巨大。自上海LNG投運(yùn)以來，下游管網(wǎng)公司充分利用上海LNG的壓力能和流量調(diào)節(jié)能力實(shí)現(xiàn)6.0 MPa高壓管網(wǎng)儲(chǔ)氣調(diào)峰能力的充分利用，基本避免了因西氣東輸一線氣源供氣壓力低而需要開啟增壓壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)儲(chǔ)氣調(diào)峰功能的情況。因此，LNG接收站項(xiàng)目因和其它同類項(xiàng)目功能定位不同而帶來的單耗差異應(yīng)從該區(qū)域天然氣供氣系統(tǒng)整體系統(tǒng)能效的角度進(jìn)行更系統(tǒng)深入的評(píng)估。對(duì)于其中影響接收站能耗的重要參數(shù)氣化外輸能力（流量和壓力），留有相對(duì)富裕的設(shè)計(jì)裕量，可確保在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮壓艙石和頂梁柱的作用，并在未來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得客戶青睞

。

4）LNG接收站項(xiàng)目功能定位對(duì)項(xiàng)目用能產(chǎn)生重要影響的同時(shí)，也是余能利用項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)時(shí)首要考慮的因素。

（1）因?yàn)樯虾NG項(xiàng)目在全市多氣源供應(yīng)體系中的壓艙石作用，冷能利用項(xiàng)目開發(fā)時(shí)第一考慮要素是其對(duì)運(yùn)行安全可靠性的影響是否可接受。對(duì)于工藝控制動(dòng)態(tài)聯(lián)動(dòng)要求高，其它項(xiàng)目的運(yùn)行平穩(wěn)性可能對(duì)接收站平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生較大干擾的，如空分、燃機(jī)進(jìn)氣冷卻等跨站間動(dòng)態(tài)閉環(huán)耦合利用的項(xiàng)目，需進(jìn)行審慎的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并采取周全的聯(lián)動(dòng)控制措施；而基本屬于冷能單向利用的海水冷排水供應(yīng)小型燃機(jī)電廠取水的方式則體現(xiàn)最大的安全優(yōu)勢(shì)；冷能發(fā)電項(xiàng)目介于兩者之間，由于可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式低干擾切換使氣化功能不中斷，也有安全優(yōu)勢(shì)。

（2）因?yàn)樯虾NG項(xiàng)目承擔(dān)了主要調(diào)峰氣源的作用，可用冷能峰谷比大，對(duì)于冷能供應(yīng)要求不可中斷的項(xiàng)目，如冷能冷庫、冷能IDC機(jī)房等，其利用規(guī)模只可取最低可保證冷量且需配置常規(guī)電力設(shè)備或者儲(chǔ)能設(shè)備作為備用，從而影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性，而對(duì)于冷能供應(yīng)保障可靠性要求不高，即屬于可中斷用戶的項(xiàng)目，如冷能發(fā)電、燃機(jī)進(jìn)氣冷卻、凝氣機(jī)冷卻用水利用LNG海水冷排水等項(xiàng)目，則體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

（3）因?yàn)樯虾NG項(xiàng)目承擔(dān)了主要調(diào)峰氣源的作用，使其在非極端高峰氣化外輸時(shí)有較大壓能裕量可用，使臨港差壓發(fā)電項(xiàng)目的開發(fā)利用具有經(jīng)濟(jì)性。

其次，實(shí)施應(yīng)分階段進(jìn)行，先從一個(gè)比較小的目標(biāo)實(shí)施，成功后再逐步擴(kuò)大范圍?？梢韵冗x定一個(gè)專業(yè)的某個(gè)班級(jí)啟動(dòng)適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需要的混合式教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)，然后逐步向其他班級(jí)或?qū)I(yè)擴(kuò)展，也可以先從所有老師的一次課或幾次課入手，然后再擴(kuò)展到整門課或所有課程。不管是先從班級(jí)啟動(dòng)，還是先從一次課或幾次課入手，都要提前制定周全的分階段時(shí)間進(jìn)度表，逐步探索前進(jìn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃與目標(biāo)偏離太大時(shí)，可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.2 周邊產(chǎn)業(yè)配套條件對(duì)余能利用項(xiàng)目開發(fā)的影響

2）工藝海水泵揚(yáng)程的合理優(yōu)化利用

本項(xiàng)目的建設(shè)不僅對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)荒地等進(jìn)行整理，恢復(fù)其生態(tài)功能，形成人工濕地，使項(xiàng)目具有生態(tài)、水質(zhì)改善、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多種效益。在項(xiàng)目實(shí)施后，對(duì)改善郊區(qū)生態(tài)環(huán)境及濁漳河河道水質(zhì)有極大的促進(jìn)作用。

同樣，臨港差壓發(fā)電項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)也得益于臨港燃機(jī)電廠在輸氣末站附近的地理優(yōu)勢(shì)，可較經(jīng)濟(jì)地選用全年全流量的差壓利用方案，且實(shí)現(xiàn)對(duì)輸氣差壓能和電廠余熱的充分利用。

3.3 接收站工藝設(shè)備方案的合理選擇

上海LNG站線擴(kuò)建項(xiàng)目由碼頭工程、接收站工程和輸氣管道工程三部分組成。項(xiàng)目總建設(shè)規(guī)模600萬t/a，擬建15萬t LNG專用碼頭一座、10臺(tái)22萬~25萬m

的LNG儲(chǔ)罐、最大能力為210萬m

/h的氣化外輸設(shè)施、總長(zhǎng)約67 km的輸氣管道和一座輸氣末站，項(xiàng)目一次規(guī)劃、分三階段實(shí)施，計(jì)劃2030年前全部建成。

2）BOG氣體處理工藝是LNG項(xiàng)目工藝節(jié)能設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。再冷凝工藝是BOG處理的節(jié)能首選，但因再冷凝工藝是利用低壓泵加壓后的LNG過冷量，一般需要最低外輸量為BOG處理量的10倍左右，有些接收站項(xiàng)目的投產(chǎn)初期或調(diào)峰站性質(zhì)的LNG站并不具備這樣的最低外輸量外輸條件，為避免BOG的排放浪費(fèi)和環(huán)保影響，而選用直接加壓外送的工藝，兩者的能效差異較大，且外輸壓力越高、差異越大，在外輸最小流量條件具備時(shí)應(yīng)首選再冷凝工藝

。

2）項(xiàng)目功能定位很大程度上決定了項(xiàng)目用能單耗的大小。上海LNG項(xiàng)目為滿足冬季極端高峰時(shí)的調(diào)峰需求，氣化外輸?shù)淖畲笮r(shí)流量一期為104萬m

/h，擴(kuò)建后達(dá)到214萬m

/h，相應(yīng)的最高輸氣壓力接近9.0 MPa。一年中，日供氣峰谷比達(dá)到6~8倍，是國內(nèi)一般大型LNG接收站的1.5~2倍。儲(chǔ)罐擴(kuò)建工程未投產(chǎn)前，一期工程的氣化外輸設(shè)備年平均利用率約為50%。2020年底，儲(chǔ)罐擴(kuò)建工程建成投產(chǎn)后，氣化外輸設(shè)備的年平均利用率僅為25%~30%，還不到國內(nèi)LNG接收站70%~80%利用率的一半（如圖2所示

）。同時(shí)，繁重的日調(diào)峰甚至小時(shí)調(diào)峰任務(wù)使運(yùn)行的氣化外輸設(shè)備的平均有效負(fù)荷率也較低，僅為70%左右。因此，上海LNG項(xiàng)目的設(shè)計(jì)單耗相比以主力氣源功能為主的同類項(xiàng)目較高。

3）卸料管道等大口徑管道的保冷循環(huán)方式對(duì)BOG產(chǎn)生量有影響，值得優(yōu)化研究。上海LNG項(xiàng)目卸料管道在非接船模式下的保冷循環(huán)采用進(jìn)再冷凝器而非常用的進(jìn)LNG儲(chǔ)罐的方式，在項(xiàng)目接船間隔較長(zhǎng)的情況下可有效節(jié)能。

3.4 冷能發(fā)電工藝方案的比選優(yōu)化

冷能發(fā)電工藝方案的比選優(yōu)化主要包括循環(huán)工藝的選擇、循環(huán)工質(zhì)的比選、運(yùn)行模式等。根據(jù)上海LNG項(xiàng)目氣化后通過高壓輸氣管道輸氣的供氣需求，和采用丙烷中間介質(zhì)氣化器（IFV）作為基荷氣化器的工藝條件和特點(diǎn)（如圖3所示），選用了以丙烷為中間介質(zhì)的朗肯循環(huán)發(fā)電工藝（如圖4所示）；根據(jù)上海LNG接收站供氣可靠性的要求，冷能發(fā)電裝置可采用發(fā)電氣化和不發(fā)電氣化兩種運(yùn)行模式；根據(jù)電網(wǎng)條件，結(jié)合用電負(fù)荷特點(diǎn)和冷能發(fā)電能力，選用了并網(wǎng)不上網(wǎng)的運(yùn)行模式。

3.5 差壓余能項(xiàng)目供能方案的比選優(yōu)化

上海LNG輸氣末站進(jìn)站到臨港燃機(jī)電廠燃機(jī)機(jī)組進(jìn)口之間存在3.0~5.5 MPa的壓差，中間存在兩級(jí)調(diào)壓，流程示意如圖5。因上海LNG輸氣末站、下游管網(wǎng)公司門站、臨港電廠均毗鄰，差壓供能可選擇三種方案，包括輸氣末站進(jìn)站和管網(wǎng)門站間的壓差（0.5~3.0 MPa）、管網(wǎng)門站和臨港電廠燃機(jī)進(jìn)口間的壓差（0.5~2.5 MPa）、兩者的組合（3.0~5.5 MPa）。但由于第一級(jí)調(diào)壓在輸氣末站的計(jì)量單元后、第二級(jí)調(diào)壓在管網(wǎng)門站的計(jì)量單元后，如果要采用方案三，會(huì)帶來兩公司間比對(duì)計(jì)量失去作用、安全職責(zé)復(fù)雜交錯(cuò)的情況，故不考慮方案三。

方案一的優(yōu)點(diǎn)在于只要輸氣末站正常供氣，均有壓差可利用，利用小時(shí)數(shù)高，且?guī)缀跛刑烊粴饪捎?；缺點(diǎn)在于隨著今后輸氣量提高到輸氣管道設(shè)計(jì)輸量，末站進(jìn)站壓力將下降，平均可利用的壓差將減小，極端高峰供氣情況下只有0.5 MPa可用，機(jī)組需停用。第二方案的優(yōu)點(diǎn)在于可利用壓差可長(zhǎng)期保持在1.0 MPa以上，且隨著將來輸氣量的提高，管網(wǎng)壓力會(huì)保持高位，平均可利用壓差有望提高到2.0 MPa左右；缺點(diǎn)在于只有燃機(jī)機(jī)組開啟的時(shí)候，差壓發(fā)電才能使用，利用小時(shí)數(shù)低，且燃?xì)鈾C(jī)組本身的用氣量有限，流量規(guī)模受到限制。通過和膨脹機(jī)廠家的深度交流，明確了膨脹機(jī)對(duì)壓差、流量、進(jìn)出口壓力變化較強(qiáng)的適應(yīng)性，且運(yùn)行數(shù)據(jù)積累表明，雖然季節(jié)性調(diào)峰和日調(diào)峰需求大于預(yù)期，但小時(shí)調(diào)峰相對(duì)平穩(wěn)，51 km輸氣管線參與小時(shí)調(diào)峰的需求不大，故輸氣站進(jìn)出站壓力差容易保持在1.0 MPa以上，有近一半時(shí)間可保持在2.0 MPa以上，機(jī)組利用率較高，有較好的經(jīng)濟(jì)性。故最終選用方案一。

項(xiàng)目自2017年投運(yùn)近5年的實(shí)踐表明，當(dāng)時(shí)的供能方案選擇符合運(yùn)行實(shí)際，除了冬季極端高峰因可用壓差不夠需短時(shí)停用外，三分之二以上的時(shí)間，輸氣末站的三分之二以上輸氣量的差壓能可通過差壓發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利用，保障了機(jī)組的發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能環(huán)保成效顯著。

3.6 設(shè)備設(shè)計(jì)工況參數(shù)的合理優(yōu)化

上海LNG項(xiàng)目一期工程在臨港輸氣末站為臨港燃機(jī)電廠供應(yīng)燃機(jī)發(fā)電用天然氣，電廠距離輸氣末站約為300 m。電廠采用海水作為冷卻源、海水升溫后排放，對(duì)于差壓發(fā)電項(xiàng)目來說具有良好的熱源條件。而且，臨港燃機(jī)發(fā)電公司和上海LNG公司同屬申能集團(tuán)管理，項(xiàng)目協(xié)作具備良好基礎(chǔ)?；诖耍谏昴芗瘓F(tuán)的統(tǒng)籌組織下，以臨港燃機(jī)發(fā)電公司為項(xiàng)目實(shí)施主體、上海LNG公司合作制定供能方案的方式完成了項(xiàng)目建設(shè)。項(xiàng)目于2017年7月投運(yùn)，天然氣可運(yùn)行流量范圍20萬~80萬Sm

/h、發(fā)電功率1~5.6 MW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量1 700 kWh

，2020、2021年的年發(fā)電量均接近2 000萬kWh，為國內(nèi)目前已建成投運(yùn)的規(guī)模最大的差壓發(fā)電項(xiàng)目

，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能環(huán)保效益。

LNG高壓泵功率接近2 000 kW，占?xì)饣廨攩螚l生產(chǎn)線能耗的50%，其設(shè)備運(yùn)行效率對(duì)單耗影響較大。因?yàn)樯虾NG項(xiàng)目接收站的主要調(diào)峰氣源功能定位，氣化外輸?shù)脑O(shè)計(jì)流量和壓力較高，在一期工程中高壓泵按最大外輸流量和外輸壓力的工況條件作為額定流量和揚(yáng)程設(shè)計(jì)點(diǎn)，而實(shí)際絕大部分時(shí)間外輸管線所需壓力比最高外輸壓力低1.0 MPa、所需流量是最高輸氣能力的20%到70%，這樣使得大部分工況下高壓泵出口仍有較大壓力裕量、在IFV入口流量調(diào)節(jié)閥處節(jié)流降壓而損失掉，絕大部分時(shí)間高壓泵備用率都較高。在今后的新項(xiàng)目建設(shè)中，對(duì)于類似氣化外輸流量和壓力波動(dòng)范圍很大的情況，單臺(tái)高壓泵的額定揚(yáng)程、流量建議按滿足大部分時(shí)間運(yùn)行的工況條件設(shè)計(jì)，對(duì)于極端大流量、高揚(yáng)程的疊加需要，可考慮啟用備用高壓泵補(bǔ)充流量和壓力的方式，但這樣對(duì)供電系統(tǒng)能力、總圖布置和工藝流程都會(huì)產(chǎn)生影響，需要綜合測(cè)算評(píng)估確定。

周邊產(chǎn)業(yè)配套的統(tǒng)籌規(guī)劃很大程度上決定了余能利用項(xiàng)目的可落地實(shí)施性。上海LNG項(xiàng)目選擇冷能發(fā)電裝置作為第一個(gè)落地實(shí)施的冷能利用項(xiàng)目，除了前述的冷能發(fā)電項(xiàng)目和項(xiàng)目安全保供定位的良好匹配性外，還有一個(gè)重要的因素便是其它大規(guī)模的冷能利用項(xiàng)目，不管是國內(nèi)大部分接收站所建設(shè)的冷能利用品質(zhì)最高的空分項(xiàng)目

（如表2

所示），還是可較好實(shí)現(xiàn)冷能梯級(jí)利用的深冷冷庫項(xiàng)目

，或是節(jié)能效應(yīng)顯著的冷能IDC機(jī)房項(xiàng)目，均需要相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)配套規(guī)劃和供電等公用設(shè)施條件保障，洋山島的孤島環(huán)境對(duì)冷能利用項(xiàng)目的產(chǎn)品運(yùn)輸可行性和經(jīng)濟(jì)半徑、供電等公用設(shè)施保障和經(jīng)濟(jì)性造成較大不利影響，而冷能發(fā)電裝置通過并網(wǎng)不上網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，且因發(fā)電功率有限對(duì)電網(wǎng)影響有限，而具備良好的可落地實(shí)施性。

上海LNG項(xiàng)目采用IFV氣化器，由于海水通過管束換熱，所需海水供水壓力高于通常的IFV，且由于所在港區(qū)的潮位差較大，取水口和氣化器有一定距離，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行揚(yáng)程計(jì)算時(shí)對(duì)阻力降的計(jì)算取值較為保守，海水泵額定揚(yáng)程57 m、功率為1 750 kW，占?xì)饣廨攩螚l生產(chǎn)線能耗的40%左右。實(shí)際運(yùn)行時(shí)海水泵的剩余壓頭較高，通過氣化器出口海水流量調(diào)節(jié)閥而節(jié)流損耗，還帶來管道振動(dòng)問題。根據(jù)專家咨詢會(huì)了解，海水泵的揚(yáng)程裕量過大問題以往在電廠等需要進(jìn)行海水取用的項(xiàng)目中也較為常見。通過動(dòng)態(tài)水力模擬分析，認(rèn)為優(yōu)化后的揚(yáng)程可降低約10 m，建議通過改造水力部件的方式降低揚(yáng)程，測(cè)算可節(jié)約年用電量超過200萬kWh，改造對(duì)設(shè)備可靠性的影響和經(jīng)濟(jì)性尚需進(jìn)一步深入論證。

3）余能利用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)條件參數(shù)研究?jī)?yōu)化

(1)投加不同價(jià)態(tài)的Fe到剩余污泥中進(jìn)行厭氧發(fā)酵，結(jié)果顯示出水中氨氮濃度變化不大，而加適量Fe2+有利于污泥釋放磷，對(duì)COD的轉(zhuǎn)化也有明顯促進(jìn)作用。

由于LNG接收站項(xiàng)目的運(yùn)行工況隨著市場(chǎng)需求而動(dòng)態(tài)變化發(fā)展，生產(chǎn)負(fù)荷有一個(gè)發(fā)展過程，雖有市場(chǎng)報(bào)告等預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)可供參考，但實(shí)際變化往往超過預(yù)期，而設(shè)計(jì)條件參數(shù)的確定對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行平穩(wěn)性往往有較大影響，如冷能發(fā)電裝置中的海水溫度

、壓差發(fā)電中的壓差和流量組合、冷能空分中的LNG溫度

等。在冷能發(fā)電裝置和臨港差壓發(fā)電項(xiàng)目膨脹發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)邊界條件參數(shù)確定過程中，項(xiàng)目組對(duì)LNG、海水、天然氣等介質(zhì)的流量、壓力、溫度等歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，并根據(jù)項(xiàng)目功能定位結(jié)合行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，對(duì)裝置投運(yùn)后的運(yùn)行工況條件進(jìn)行了綜合預(yù)判，提出了膨脹機(jī)多種典型工況工藝設(shè)計(jì)條件組合和需要覆蓋校核的極端工況的范圍值

，使膨脹機(jī)盡可能多的時(shí)間在高效率點(diǎn)運(yùn)行并覆蓋90%以上的工況，和設(shè)計(jì)單位及廠家最初以覆蓋極端工況為主的設(shè)計(jì)思路相比，經(jīng)測(cè)算，可提高項(xiàng)目節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益5%左右。

3.7 主要耗能設(shè)施的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

如上所述，LNG項(xiàng)目主要耗能設(shè)施的配置是在項(xiàng)目建設(shè)階段根據(jù)項(xiàng)目功能定位、經(jīng)過工藝設(shè)備方案比選優(yōu)化和設(shè)計(jì)參數(shù)合理優(yōu)化后確定的。雖已力求技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合最優(yōu)，但由于天然氣供需發(fā)展變化快，同時(shí)LNG項(xiàng)目承擔(dān)主要調(diào)峰功能，通過充分挖掘設(shè)施配置的裕量，可優(yōu)化節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。綜合上海LNG公司和同類項(xiàng)目的實(shí)踐，主要可采取兩大方面的舉措。

1）上下游統(tǒng)籌進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度。如3.1的2）所述，上海LNG項(xiàng)目所承擔(dān)的主要調(diào)峰氣源功能定位決定了LNG接收站設(shè)施利用率低，但通過充分溝通協(xié)調(diào)，取得了下游管網(wǎng)公司的大力支持，通過其優(yōu)化不同氣源之間的小時(shí)調(diào)峰安排調(diào)度、充分發(fā)揮管網(wǎng)儲(chǔ)氣調(diào)峰功能，使LNG接收站氣化外輸設(shè)施的有效負(fù)荷率較之前提高近10%

。另外，通過對(duì)不同季節(jié)的供氣需求分析，合理確定輸氣管道的運(yùn)行壓力，使臨港差壓發(fā)電裝置盡量在高負(fù)荷運(yùn)行。

第13題文理科相同，考查向量的坐標(biāo)運(yùn)算以及兩向量共線的坐標(biāo)關(guān)系；第14題文科考查抽樣方法，理科考查導(dǎo)數(shù)的計(jì)算和導(dǎo)數(shù)的幾何意義；第15題文科考查線性規(guī)劃的簡(jiǎn)單應(yīng)用，理科考查余弦函數(shù)的性質(zhì)和函數(shù)的零點(diǎn)概念；第16題文科考查函數(shù)的性質(zhì)奇偶性，理科考查直線與拋物線的位置關(guān)系，難度中等偏上。

2）設(shè)備操控方式進(jìn)行合理優(yōu)化。充分利用上海LNG項(xiàng)目海水泵、高壓泵揚(yáng)程裕量較大的特點(diǎn)，適當(dāng)超過額定流量運(yùn)行，以滿足IFV所需保冷海水流量和氣化外輸量少量提升的需求，避免增開一臺(tái)泵。系統(tǒng)分析測(cè)算接船、非接船工況時(shí)的BOG產(chǎn)生量，充分利用BOG壓力緩沖空間，優(yōu)化BOG壓縮機(jī)負(fù)荷控制，盡量避免低負(fù)荷運(yùn)行，提高設(shè)備能效。優(yōu)化儲(chǔ)罐電加熱系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)方式和參數(shù)范圍設(shè)定，減少過度加熱的空間和時(shí)間。

4 結(jié)論和建議

1）LNG接收站項(xiàng)目在天然氣產(chǎn)供儲(chǔ)銷體系中承擔(dān)主力氣源和主要調(diào)峰氣源的安全保供重要角色，在助力社會(huì)低碳綠色發(fā)展中發(fā)揮重要作用。從其自身的低碳發(fā)展而言，運(yùn)行能耗較高，同時(shí)蘊(yùn)含大量冷能和差壓能的余能潛力，應(yīng)在項(xiàng)目規(guī)劃、工程建設(shè)、運(yùn)行管理的項(xiàng)目全生命周期因地制宜力求低碳綠色發(fā)展，且在項(xiàng)目越早期進(jìn)行充分考慮，產(chǎn)生的效能和影響越大。

一個(gè)星期的軍訓(xùn)結(jié)束后，班上的同學(xué)基本上都熟悉了，大家圍坐在一起談笑風(fēng)生。陸浩宇話很少，他都是坐在邊上聽別人說，然后跟著笑。我也坐在那里，但眼睛里只有陸浩宇。

2）項(xiàng)目規(guī)劃功能定位和周邊建設(shè)條件對(duì)LNG接收站項(xiàng)目的低碳綠色發(fā)展路徑影響重大，在政府開展全市整體規(guī)劃布局時(shí)，項(xiàng)目建設(shè)單位可從全社會(huì)能效最優(yōu)和行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈能效最優(yōu)的角度，開展相關(guān)研究并提出相關(guān)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃的優(yōu)化建議。

3）余能利用項(xiàng)目的開發(fā)需特別重視因地制宜。建議已建LNG項(xiàng)目的冷能利用項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)首先需保證項(xiàng)目的核心功能定位不受或少受影響，從開發(fā)難度而言宜先選擇產(chǎn)業(yè)配套條件成熟或依賴度不高的項(xiàng)目落地實(shí)施，對(duì)于尚在規(guī)劃中的新項(xiàng)目，宜從項(xiàng)目規(guī)劃階段即為周邊產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃和節(jié)能環(huán)保政策建言獻(xiàn)策，以創(chuàng)造良好的冷能和差壓能利用項(xiàng)目開發(fā)條件。

4）在滿足項(xiàng)目功能定位和總體設(shè)計(jì)要求的前提下，工程建設(shè)階段的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)在工藝設(shè)備方案、設(shè)備設(shè)計(jì)工況參數(shù)確定等方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選優(yōu)化。設(shè)計(jì)邊界條件的完整準(zhǔn)確性是基礎(chǔ)，需要進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查分析，關(guān)注動(dòng)態(tài)變化不確定性；專業(yè)研究和裝備技術(shù)發(fā)展是保證，應(yīng)進(jìn)行充分調(diào)研，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)因地制宜選用先進(jìn)適用的工藝設(shè)備方案；關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的確定對(duì)經(jīng)濟(jì)性、平穩(wěn)性、節(jié)能效益影響較大，需要通過動(dòng)態(tài)分析測(cè)算力求綜合效益最優(yōu)。

5）因?yàn)楦鹘邮照卷?xiàng)目的功能定位和設(shè)計(jì)需求差異很大，目前LNG接收站項(xiàng)目的能效水平更多通過項(xiàng)目節(jié)能評(píng)價(jià)、運(yùn)行期能源審計(jì)的方式來評(píng)估，更多采用歷史強(qiáng)度法，冷能、壓差能等余能利用項(xiàng)目的效益評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)尚在探索中

。建議借鑒電力等其他能源行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，盡快建立具有橫向可比性的LNG接收站能效評(píng)估指標(biāo)體系和余能利用項(xiàng)目效益評(píng)估指標(biāo)體系，便于行業(yè)對(duì)標(biāo)。

6）結(jié)合城市數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同步規(guī)劃建設(shè)能源管理中心的數(shù)字化模塊，通過提高數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、分析效率和精準(zhǔn)度，為能效分析和定量評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度、余能利用項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)、節(jié)能改造效益測(cè)算等提供可靠依據(jù)。

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